長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題分析及處理

陳廣生

（廣東省源天工程有限公司,廣東 廣州 511340）

貫流式水輪發電機組制動器很容易出現密封問題，頻繁漏氣便屬于其中典型，檢修維護需頻繁開展。本文以長洲水利樞紐為例，對貫流式水輪發電機組制動器密封問題進行分析。

1 長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題分析

1.1 工程概況

長洲水利樞紐位于長洲島端部（西江干流潯江河段梧州市上游12 km處），紐橫跨兩島三江，下游蒼梧縣城距壩址右岸間存在1.5 km的水路，距南寧至梧州二級公路1.6 km，總裝機容量為630 MW，共設有15臺42 MW燈泡貫流式機組，其中1號～9號共設置于外江廠房，10號～15號機組設置于內江廠房，采用7.5 m轉輪直徑的燈泡貫流式機組，其轉輪直徑在全國處于領先位置。長洲水利樞紐連通廣西電網，采用220 KV一級電壓接入，出線3回。結合實際調研可以發現，長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組在運行中需做到“無漏氣”“無漏油”“無漏水”的“三無”，但在具體生產過程中，投入制動器的過程存在普遍的漏氣情況，檢修維護工作頻繁，為避免停機，降低安全事故發生機率，必須對長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組存在的制動器密封問題進行處理。

1.2 現狀分析

長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組的漏氣現象出現于制動器投入狀態，對制動器漏氣現象次數的調查統計，結果見表1。

表1 制動器漏氣現象次數的統計結果

經計算4臺機組存在25%的漏氣發生率。

基于QC小組探討，研究以“提高制動器的密封度”作為目標，并開展可行性分析。作為發電機組漏氣缺陷項目中的主要項目，制動器漏氣缺陷較為常見，存在較高的漏氣缺陷發生率，為降低發電機組漏氣發生率，必須解決制動器漏氣的缺陷，結合相關標準和實際情況進行計算，應將漏氣發生率降至9%以內。

結合專業技術管理人員較高的專業技術水平和安裝檢修經驗，同時參照燈泡貫流式機組特點，QC小組認為能夠找到較好的辦法解決長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題，改善制動器漏氣的缺陷[1]。

1.3 問題原因分析

采用頭腦風暴法由QC小組開展長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題的原因分析，從五個環節入手，包括人、機、料、法、環，結合圖1 所示的因果圖分析，可確定引發問題的末端因素共6 個，具體要因見表2。

表2 引發制動器密封問題的要因

圖1 因果圖分析

1.4 問題原因確定

基于安裝技術能力不足進行分析，對安裝單位資歷進行查詢可以發現，中國水電第七工程局負責長洲水利樞紐機組的安裝，對中國水電第七工程局的資歷進行查閱，可確定其擁有水利水電總承包特級資質，在行業內部的水平較高，移交手續辦理也按規定進行，機組安裝質量評定優良，驗收合格，因此可確定安裝單位技術能力并非引發制動器密封問題的要因；基于盤根槽設計不合理進行分析，重點關注盤根槽設計與所選盤根的配套程度，將制動器拆開后進行檢查可以發現，一道φ5.3 橡皮條配置于密封套內側盤根部，安裝過程中橡皮條可能出現損壞或滑落現象，因此技術按照O型密封條設計規范，在原來的盤根槽上再加工多兩道盤根，見圖2。經分析，盤根槽道數設計存在缺陷，工作過程中的制動器易導致盤根被帶出，導致盤根輕微破損，從而出現制動器漏氣現象。

圖2 新增兩道盤根

基于材料耐用性差進行分析，查閱相關材料性能資料，發現聚氨酯具有較高的腐蝕性、耐久性，能夠滿足設計需要，故材料耐用性差非要因；基于運行環境氣體具有腐蝕性進行分析，腐蝕性氣體客觀因素并未在檢測中發現，且無法從根本上控制，這說明運行環境氣體具有腐蝕性非要因；基于機組振動大進行分析，以修前數據為資料，由此可以確定機組振動值處于允許范圍內，機組振動大非要因。

2 長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題的處理

2.1 問題處理對策選擇

長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題源于盤根槽設計不合理，經加工更改后，合格率達到100%。在業主審核設計方案后，將制動器拆除并送至加工廠進行加工，加工于2018 年9 月27 日～2018 年9 月30 日進行。由于進氣孔和活塞缸內的盤根無法實現有效密封，故在原有基礎上多加一道密封。在完成活塞缸密封槽和進氣孔密封槽之后，對復位氣孔接頭和制動器進氣孔接頭的緊固牢靠程度進行檢查，同時檢查制動器的復位接頭和進氣接頭，緊固或更換存在有松動的接頭，同時還對備用孔的密封情況開展針對性檢查，經檢查處理，制動器接頭漏氣得到控制。在完成盤根槽加工后，在槽內緊固的盤根需擁有滿足設計要求的壓縮量，且在安裝制動器活塞過程中，不會出現盤根破損或盤根帶出情況，盤根性能差引發的制動器漏氣可能性可大幅下降。此外，對活塞缸內及制動器進氣孔盤根槽增加一道盤根槽，進一步提升密封效果，結合制動器活塞運動范圍，為滿足正常運行需要，在行程范圍以外進行盤根槽加工，避免盤根因活塞正常運動而磨損的情況。此外，對制動器安裝進行調整，具體過程采用N3 水準儀，檢測基于下式標準進行[2]：

2.2 處理效果檢查

對處理結果進行檢查，1 #機組、2 #機組分別出現1次W160 制動器漏氣（8個），1 #機組、2 #機組漏氣發生率均為12.5%，見表3。

表3 制動器漏氣統計表

由表3 可知，4 臺機組的漏氣率為6%，處于10%以內，滿足規范要求和機組安全穩定運行需要。

2.3 效益分析

經處理，竣工驗收合格的制動器密封問題處理可將制動器各個接頭漏氣發生率降至6%，問題處理的及時性將大幅提升，現場環境受到的影響降低、機組的正常運行保障均可順利實現[3]。同時，由于長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題處理基于QC小組開展，項目部技術管理人員的質量控制意識和創新意識大幅提升，小組成員解決現場問題的能力也隨之提升，通過制動器盤根槽的加工處理及接頭的緊固，檢修人力費用、頻率相應降低，機組運行環境得到保障。

3 結論

綜上，長洲水利樞紐貫流式水輪發電機組制動器密封問題的處理具備較高借鑒價值。在此基礎上，本文涉及的現狀分析、問題原因分析、問題原因確定、問題處理對策選擇等內容，則提供了可行性較高的燈泡貫流式水輪發電機組制動器密封問題處理路徑。可更好預防燈泡貫流式水輪發電機組制動器泄漏問題，制動器的安裝調整同樣不容忽視。